MySQL 架构与执行原理详解
1. 服务器体系架构
MySQL Server 的架构自顶向下大致可以分为网络连接层、服务层、存储引擎层和系统文件层。理解这一分层有助于我们排查问题及优化性能。
网络连接层
这一层主要负责客户端连接管理，包括连接器（Connector）等组件，支持建立和维护与 MySQL 服务器的通信通道。
服务层
服务层是核心逻辑所在，主要包含以下六个部分：
- 连接池：负责存储和管理客户端与数据库的连接资源。
- 系统管理和控制工具：涵盖集群管理、备份恢复及安全策略控制。
- SQL 接口：接收客户端发送的各种 SQL 命令并返回查询结果。
- 解析器：对 SQL 文本进行词法和语法分析，生成解析树，验证 SQL 合法性。
- 查询优化器：将解析树转化为执行计划，决定如何与存储引擎交互最高效。
- 缓存：维护表级、记录级或权限等缓存，命中时直接返回结果以提升速度。
存储引擎层
该层负责数据的实际存储与提取，与底层文件系统交互。MySQL 支持可插拔的存储引擎，常见的有 MyISAM 和 InnoDB。
系统文件层
负责将数据库的数据文件和日志存储在操作系统文件系统之上，完成与存储引擎的底层交互。
2. 请求处理流程
当客户端发起增删改查请求时，服务器内部的处理链路如下：
连接管理
客户端与服务器进程建立连接后，服务器会为每个连接创建一个线程专门处理交互。客户端退出断开连接时，线程会被缓存复用，而非立即销毁。
解析与优化
查询缓存
如果两个查询请求在字符层面完全一致，且未包含系统函数、用户自定义变量或涉及系统表，则可能命中缓存。一旦相关表的结构或数据被修改，对应的高速缓存即失效。
注意：MySQL 8.0 版本已移除了查询缓存功能。
语法解析
若缓存未命中，服务器进入查询阶段。先对 SQL 文本进行分析，判断语法正确性，提取表名、查询条件等信息构建内部数据结构。这类似于编译过程，涉及词法、语法及语义分析。
查询优化
优化器根据解析树生成执行计划，确定索引使用策略及表连接顺序。我们可以使用 EXPLAIN 命令查看具体的执行计划细节。
3. 存储结构与执行细节
执行器角色
查询优化完成后，真正访问数据表的环节由执行器负责。它依据优化器生成的方案，按顺序调用存储引擎接口执行 SQL 逻辑。
例如，执行器可能会先获取 users 表的第一行数据，检查 id 字段是否符合预期；若不符合，则继续调用接口获取下一行。这种机制使得执行器能够根据执行计划，通过不断更新或提取数据来完成复杂的 SQL 语句。
